[发明专利]一种两亲性聚合物修饰的AuNPs比色检测有机汞的方法

说明书

本发明公开了一种两亲性聚合物修饰的AuNPs的制备方法及其对有机汞的检测应用。通过亲油的脂肪酰氯对超支化聚乙烯亚胺（HPEI）进行改性，制备了具有核壳结构的两亲性超支化聚合物。该两亲性超支化聚合物基于酸碱相互作用可将水相中的氯金酸转移到有机相中，并借助于HPEI胺基的还原能力可原位还原制备出稳定性较高的AuNPs。该两亲性聚合物修饰的AuNPs与有机汞通过形成Au‑Hg合金，可使体系发生颜色和紫外‑可见吸收光谱变化，实现对有机汞的高选择性检测，其最低检出限可以达到1×10^‑6 M。此探针通过相转移可富集有机汞，使得该探针能够应用于分布散、浓度低的海水、土壤等体系中有机汞的高灵敏、高选择性检测。

技术领域

本发明属于分析化学科学领域，涉及一种应用于有机汞检测的两亲性超支化聚合物/金纳米粒子复合物探针的制备方法。

背景技术

汞是一种广泛存在于自然界的人体非必需元素。随着工业的发展，全世界每年有近 5000 吨不同形态的汞被排放，对环境和人的健康危害极大。各种形态的汞及其化合物都会对机体造成以神经毒性和肾脏毒性为主的多系统损害。其中有机汞具有亲脂性、生物积累效应和生物放大效应，其毒性往往是无机汞的几百倍。因此，快速检测汞离子具有重要意义，可有效防控或避免其对环境和人体的危害。目前，汞离子的检测方法主要包括冷原子吸收、原子荧光、冷原子荧光等。相比以上仪器检测法，基于金纳米粒子（AuNPs）变色引起紫外-可见吸收光谱变化的比色检测法，由于操作方便、可现场实时快速检测而受到青睐。但是基于AuNPs的比色检测方法主要用于无机汞的检测，而应用于有机汞的检测却鲜有报道。这是因为AuNPs是水溶性的，易与无机汞离子结合，从而引起AuNPs聚集产生颜色变化，而有机汞由于络合了烷基、炔基、芳香基等基团，而难与水溶性的AuNPs作用，无法实现对有机汞的高灵敏、高选择性检测，这也是目前所有基于AuNPs 的探针在比色检测有机汞应用中所面临的一个极具挑战性的问题。

同时，海水、土壤等体系受有机汞污染后，由于分布散、浓度低极难检测。因此，本发明为了解决以上问题，拟制备有机相中稳定存在的AuNPs探针，通过探针对有机汞的相转移富集及比色效应实现对有机汞，尤其是海水、土壤等体系中有机汞的高灵敏、高选择性检测。

本发明为了提高有机相中AuNPs的稳定性，选用两亲性超支化聚合物为稳定剂，其中超支化聚合物较大的空间位阻、较多的官能团以及超支化聚合物的类球型结构可大大增加AuNPs的空间位阻，避免其发生聚集，从而提高AuNPs的稳定性。同时，超支化聚合物既可以作为稳定剂又可以用作还原剂，避免了传感器复杂的制备过程和后期纯化过程。此外，两亲性超支化聚合物可将有机汞富集转移至有机相中，有利于低浓度有机汞的检测。因此，基于两亲性超支化聚合物稳定的AuNPs对有机汞的检测具有重要意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够快速、高效检测有机汞的比色传感器，解决现有比色检测方法对有机汞尤其是海水、土壤等体系中有机汞不能检测或灵敏度低、选择性差等问题。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

一种两亲性聚合物修饰的AuNPs比色检测有机汞的方法，按照下述步骤进行：

1. 比色探针的制备

将两亲性超支化聚合物溶解在三氯甲烷中，并与氯金酸水溶液混合震荡，体系出现分层，取下层有机相液体，加入硫酸镁吸水干燥，然后离心分离，35-50 ℃反应2-6 h，制备出两亲性超支化聚合物修饰的AuNPs比色探针。

其中所述反应温度优选为35-55 ℃，最优为45-50 ℃，反应时间优选为2-6 h，最优为4-6 h。

所述两亲性超支化聚合物为具有相同分子量的超支化聚乙烯亚胺（HPEI）亲水性核、不同支化程度的疏水壳或不同分子量的HPEI亲水性核、相同支化度的疏水壳。HPEI分子量为600、1800和10000，疏水碳链长度为8、12、14和16。